Состав бронзы в процентах: Бронза — состав, свойства, применение бронзы и сплавов
Содержание
СОСТАВ БРОНЗ, СВОЙСТВА БРОНЗ, ПЛОТНОСТЬ БРОНЗЫ
Бронза — это название сплава состоящего из меди и различных легирующих элементов, основной добавкой считается олово, что и определило название оловянистые бронзы. Высокие литейные свойства бронзы определяются исключительно малой усадкой, которую имеет бронза. Усадки оловянистой бронзы меньше чем у латуни и сталей. Усадку можно выразить в цифрах, если усадка бронзы 1, то у латуни это уже 1,5, а у сталей 2. Наиболее сложные по конфигурации отливки обычно делают из бронзы, например, художественное бронзовое литье.
Текучесть бронзы в расплавленном состоянии небольшая, вследствие большой разницы температур между бронзами с различным содержанием олова. По этой же причине бронза не дает концентрированной усадочной раковины и для отливки бронз нет необходимости иметь большие прибыли. По этой же причине отливки из бронзы редко удается получить высокой плотности, рассеянные усадочные поры по всему объему отливки понижают ее герметичность.
Влияние олова на механические свойства меди в сплаве бронзы,такое же, как и влияние цинка, но более резкое. Уже при содержании около пяти процентов олова пластичность бронзы начинает падать. Прочность бронзы начинает падать при содержании олова около двадцати процентов, когда в структуре слишком много В — фазы и сплав становится хрупким.
В литой бронзе наличие включений твердого эвтектоида обеспечивает высокую стойкость против истирания, и поэтому бронза с содержанием олова на десять и более процентов является одним из наилучших антифрикционных материалов и широко применяется как подшипниковый сплав. Плотность бронзы с учетом добавления различных элементов тоже различная и может колебаться процентов на двадцать относительно 8 г/см3.
Благодаря высокой химической стойкости бронзы из них делают трубопроводную арматуру. Таким образом основное применение бронзы это сложные отливки, вкладыши подшипников и трубопроводная арматура. Для удешевления в большинстве промышленных бронз добавляют от пяти до десяти процентов цинка. Цинк в этих количествах растворяется в меди и не влияет существенно на структуру сплава.
Для лучшей обрабатываемости в бронзу вводят от трех до пяти процентов свинца, который присутствует в виде обособленных включений, обеспечивающих ломкость стружки при ее обработке на металлорежущих станках. Фосфор вводится в бронзу как раскислитель и устраняет хрупкие включения окиси олова. При наличии около одного процента фосфора такую бронзу принято называть фосфористой. Фосфор при его содержании более 0,2 процента образует твердые включения, повышая антифрикционные свойства бронзы.
Бронзу маркируют начальными буквами Бр , затем следуют буквы, показывающие какие легирующие элементы содержаться в ней, а потом цифры показывающие количество процентов этих элементов в бронзе. Например, БрАЖ 9-4, БрОЦС 5-5-5, БрКМц 3-1, БрОФ 7-0,2, БрБ 2.
Кроме всех перечисленных сплавов бронз существуют сплавы бронзы с добавлением алюминия, кремния, бериллием и другими элементами. Малой величиной усадки оловянистые бронзы превосходят другие бронзы, но другие бронзы превосходят оловянистую по другим параметрам. бронза с алюминием и кремнием лучше по механическим свойствам, алюминиевая превосходит по химической стойкости, бронза с добавлением кремния и цинка имеет лучшую жидко текучесть. Бериллиевая бронза отличается от остальных высокой твердостью и упругостью.
Свойства бронз содержащие от пяти до десяти процентов алюминия обладают ценными технологическими и механическими свойствами. Эти бронзы кристаллизуются в узком интервале температур, из за этого приобретают высокую жидко текучесть и дают концентрированную усадочную раковину. Кроме простых бронз существуют бронзы с большим содержанием алюминия и добавления магния, железа и никеля.
Бронзы с содержанием алюминия применяются для изготовления различных втулок, направляющих седел, фланцев, шестеренок и много других преимущественно мелких по ответственных деталей.
Сплав бронзы с содержанием кремния около четырех процентов является как бы заменителем оловянистых бронз, но бронзы с кремнием лучшие показатели по коррозионной стойкости, механическим свойствам и плотности бронзы в отливках.
Бронзы с добавлением Бериллия около двух процентов БрБ 2 , бериллиевые бронзы, представляют особый интерес. Этот сплав дисперсионно твердеющий. При комнатной температуре растворимость бериллия в меди не превышает 0,2 процента, но закалка от 800 градусов фиксирует перенасыщенный раствор. Если закаленный сплав с содержанием бериллия подвергнуть искусственному старению при температуре 300 — 350 градусов, твердость сплава достигает 350 — 400 Hв.
Высокая прочность бронзы и упругость при высокой химической стойкости, хорошей свариваемости, обработке резанием делают бронзу с добавлением бериллия подходящим материалом для производства ответственных деталей, специальных пружин, мембран, пружин и контактов и много другого где требуются эти качества. Высокая стоимость бериллия препятствует широкому распространению этой бронзы и применяется для действительно для ответственных деталей со специальными свойствами.
Бронза с добавлением 30 процентов свинца является высоко качественным антифрикционным материалом широко применяемым в машиностроении. Структура такого сплава состоит из отдельных зерен меди и свинца. Если свинец равномерно вкраплен в медь, то антифрикционные свойства сплава высокие.
Бронза состав
Марка сплава
|
Содержание элементов в процентах
| ||||||||
Sn
|
Zn
|
Pb
|
P
|
Al
|
Mn
|
Fe
|
Ni
|
Be
| |
БрОФ 7
|
6 — 8
|
—
|
—
|
0,1 — 0,25
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
БрОЦС 6
|
5 — 7
|
5 — 7
|
2 — 4
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
БрОФ 10
|
9 — 11
|
—
|
—
|
0,6 — 1,0
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
БрА 7
|
—
|
—
|
—
|
—
|
6 — 8
|
—
|
—
|
—
|
—
|
БрАМц 9
|
—
|
—
|
—
|
—
|
8 — 10
|
1,5 — 2,5
|
—
|
—
|
—
|
БрАЖН 10
|
—
|
—
|
—
|
—
|
9,5 — 11
|
—
|
3,5 — 5,5
|
3,5 — 5,5
|
—
|
БрБ 2
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
2,0 — 2,3
|
Какой состав бронза имеет в процентном соотношении.
Ее свойства и использование
Бронза — это сплав двух металлов. Он широко используется в разных сферах человеческой жизни: от автомобилестроения до дизайна интерьера.
Из чего состоит бронза?
Это медь, сплавленная с оловом. Также для ее изготовления вместо последнего может быть использован алюминий, марганец, бериллий и другие элементы. Кроме того, в составе присутствуют различные примеси в малых количествах.
Также на основе меди создается латунь, для получения которой используется цинк.
В наше время существуют марки этого сплава, у которых разный состав. Бронза различных видов может сильно отличаться. Разные марки используются в различных целях.
Цвет этого сплава напрямую зависит от процентного соотношения меди и олова, из которых он состоит. С уменьшением количества первой и увеличением второго расцветка теряет красный и приобретает серый оттенок.
Когда впервые появилась бронза?
Этот сплав известен с очень древних времен. Его начали изготавливать и использовать намного раньше, чем железо. Только медь и олово входили в его состав. Бронза того времени не содержала примесей. Она была впервые получена около пяти тысяч лет назад, то есть в ІІІ тысячелетии до н. э. Период, когда использовался этот сплав, так и называется — «бронзовый век». Он длился до І тысячелетия до н. э., то есть до того времени, как люди научились добывать железо.
Бронза широко использовалась для изготовления всевозможных изделий, в том числе украшений, статуэток, оружия и посуды.
Бронза. Состав и применение
Из этого сплава изготавливают прокат: прутки, арматуру, листы, а также всевозможную другую продукцию, к примеру сетку, подшипники, какие-либо детали различной аппаратуры. Также бронза применяется в строительстве и архитектуре для изготовления памятников, элементов декора. Кроме того, этот сплав находит свое применение в сантехнике — из него делают трубы.
Основной группой являются оловянистые бронзы. Из названия понятно, что олово является одним из основных металлов, входящих в состав. Бронза такого вида делится на два вида: та, для обработки которой используется высокое давление, а также литейная.
К обрабатываемым давлением относится Бр. ОЦС 4-4-2,5. В ее состав входит олово в количестве от трех до пяти процентов, свинец (от 1,5 до 3,5 процентов), цинк (от трех до пяти процентов), а также немного железа (0,05%). Все остальное — медь.
В эту же группу входит бронза, составкоторой включает в себя от шести до семи процентов олова, 0,1-0,25 процентов фосфора, а также 0,02% железа и столько же свинца. Это Бр. ОФ 6,5-0,15.
Следующая группа — литейная бронза. Добавки в виде железа не входят в ее состав. Бронза такого вида часто используется для изготовления художественных предметов, фасонных изделий и т. д.
Бр. ОЦС6-6-3 состоит из пяти-семи процентов олова, 5,5-6,8 процентов цинка и меди.
В состав Бр. ОЦСН3-7-5-1 входит 2,5-4,5 процента олова, 6,5-7,5 процента цинка, а также 4,6-5,4% свинца и 0,8-1,2% никеля.
Нередко в наше время олово стали заменять другими металлами, так как это дешевле. Такие сплавы формируют другие группы.
Бронза, не содержащая олова, зачастую не уступает по качеству. Такие ее виды широко применяют в автомобилестроении и прочих подобных отраслях.
Алюминиевые бронзы
Этот металл наиболее часто выступает в роли замены олова. Его количество в сплаве может составлять около 10 процентов. Бронза, состав и свойства которой известны с древних времен, немного отличается от алюминиевой. Она дороже стоит, так как олово, с древности использовавшееся для производства данного сплава, имеет более высокую стоимость, нежели алюминий.
Однако, хоть она и дешевле, алюминиевая бронза все же обладает высокой прочностью, антифрикционными свойствами. Из нее в основном изготавливают втулки, подшипники, червячные колеса и прочее.
Наиболее распространенной маркой этой группы бронз является Бр. АЖН10-4-4. Ее состав включает в себя 9,5-11 процентов алюминия, 3,5-5,5 процентов марганца и столько же железа. Остальное — медь.
Бериллиевые бронзы
В такого рода сплавах содержится около двух процентов бериллия.
Они обладают повышенной прочностью и твердостью, так как подвергаются специальной термической обработке, которая способствует повышению характеристик материала. Основное применение эти бронзы находят в сфере изготовления инструментов, таких как молотки, зубила и т. д.
Кремнистые бронзы
Эта группа сплавов содержит в своем составе 2-3 процента кремния. Они обладают устойчивостью к коррозии, а также хорошими литейными свойствами.
Из такого рода материала чаще всего изготавливают ленту, проволоку, пружинистые изделия и тому подобное.
Никелевые бронзы
В качестве примеси содержат никель. В число их основных особенностей входят вязкость, хорошая устойчивость к кислотам и высоким температурам.
Патинированная бронза
В наше время очень распространен также этот вид. Патинирование бронзы придает ей эффект старины и играет декоративную функцию. Но, кроме этого, оно также защищает материал от коррозии. Метод патинирования этого сплава схож с технологией чернения серебра. В итоге проведения процедуры получается черная бронза, состав которой не изменен.
Латунь
Состав бронзы и латуни имеет одну основную общую черту — основной составляющей является медь. Это также важнейший и широко используемый сплав на основе данного металла. Однако в качестве второго элемента в этом случае используется цинк, а не олово. Также в малом количестве присутствуют добавки в виде свинца, железа, кремния.
Какая добавка содержится в конкретной марке латуни, можно понять из маркировки, в которую после буквы Л (которая означает «латунь») введена еще одна, к примеру С (свинец) в обозначении ЛС59-1. Отсюда можно понять, что в сплаве содержится 59 процентов меди, 1 — свинца, а остальное — цинк.
Цвет латуни и ее свойства зависят от процента содержания в ней меди. Выделяют три основных группы: красная, желтая и белая. Красная содержит в своем составе более 80 процентов меди, этот вид латуни еще называется «томпак». Ее применяют для изготовления тонких листов.
В желтой процент меди ниже — 40-80%. Она в основном используется для производства ключей, гарнитур, также ее применяют в автомобилестроении.
Белая разновидность латуни содержит 20-40% меди. Она очень хрупкая, поэтому может быть сформирована только посредством литья.
Все о бронзе для подшипников — прочность, свойства и использование
Бронза становится все более важным материалом благодаря ее разнообразию на протяжении 20 го и 21 го веков. Есть много видов бронзы, доступных для покупки, каждый со своими ценными свойствами, но на первый взгляд может быть сложно выбрать какой-то один. Чтобы получить представление о широких категориях бронзы и медных сплавов, мы предлагаем просмотреть нашу статью о типах бронзы; в этой статье мы более подробно рассмотрим подшипниковую бронзу, более популярный медный сплав. В этой статье будут обсуждаться ее физические, химические и механические свойства, а также ее общие области применения, и она должна помочь любому потенциальному покупателю решить, подходит ли подшипниковая бронза для их работы.
Физические свойства подшипниковой бронзы
Рисунок 1: Качественный анализ подшипниковой бронзы. Обратите внимание, насколько многочисленны и разнообразны легирующие элементы.
На рис. 1 представлена диаграмма, показывающая относительные соотношения основного металла (меди) и легирующих элементов. Если к этим пропорциям приложить числа, номинальная разбивка подшипниковой бронзы также показана ниже:
- 81-85 % Медь
- 6-8% свинца
- 6,3-7,5 % Олово
- 2-4 % Цинк
- 1,5% Фосфор
- макс. 1,00 % никеля
- макс. 0,35% сурьмы
- макс. 0,2% железа
- макс. 0,08% серы
- макс. 0,005% Алюминий
- макс. 0,005 % кремния
В подшипниковой бронзе присутствует множество элементов, что свидетельствует о том, что она сильно варьируется в зависимости от выбранного сплава. Однако его плотность остается относительно постоянной и составляет 8,93 г/см 3 , и обычно он имеет медно-золотой цвет. Подшипниковая бронза не поддается термической обработке и часто используется в виде литейного сплава (хотя для деформируемых целей могут быть выбраны специальные сплавы). Лучше всего соединить пайкой, но также можно припаивать и не рекомендуется сваривать. Он немагнитен и имеет электрическую проводимость, которая на 20% выше, чем у стандартной меди IACS. Это бронза общего назначения для стандартных и легких применений, и, несмотря на то, что она не выделяется ни в одной категории, это популярный выбор для многих дизайнеров.
Сопротивления и слабости
Бронза для подшипников
устойчива к коррозии в морской воде, как и большинство других бронз, что делает ее полезной для морских и подводных применений, особенно в насосах и цилиндрах. Он также устойчив к износу и его не нужно смазывать так часто, как другие бронзы (например, марганцевую бронзу), поскольку он смазывается сам. Он сравнительно слабее, чем некоторые другие сплавы, но имеет хорошее сочетание пластичности, прочности и отличной обрабатываемости. Его посредственность в определенных категориях можно считать недостатком, поскольку он не так прочен, устойчив или поддается соединению, как другие медные сплавы, но подшипниковые бронзы по-прежнему полезны в качестве основного, легкого сплава, который легко обрабатывать. форма.
Механические свойства
Таблица 1: Сводка механических свойств подшипниковой бронзы – обратите внимание, что эти значения могут изменяться в зависимости от типа сплава и производителя.
Механические свойства | Метрическая система | Английский |
Предел текучести при растяжении | 125 МПа | 18100 фунтов на кв. дюйм |
Модуль упругости | 100 ГПа | 14500 тысяч фунтов на квадратный дюйм |
Усталостная прочность | 110 МПа | 16000 фунтов на кв. дюйм |
Твердость (по Бринеллю) | 65 | |
Обрабатываемость | 70-80% |
Предел текучести материала при растяжении описывает, насколько он прочен, предоставляя значение напряжения, при котором он начнет постоянно деформироваться при растяжении. Это означает, что до этого значения материал сможет идеально вернуться к своей первоначальной форме (или «упруго» деформироваться). Бронза для подшипников имеет гораздо более низкий предел текучести, чем другие бронзы, а это означает, что ее прочность не часто указывается. Это не означает, что он слабый, но этот материал подвержен деформации при использовании в условиях средней и высокой нагрузки. В результате подшипниковая бронза должна быть зарезервирована для более легких условий эксплуатации.
Модуль упругости металла представляет собой его внутреннюю прочность; другими словами, насколько сильно каждый атом связан друг с другом и насколько вероятно, что эти связи будут растягиваться. Например, более высокий модуль упругости означает, что, несмотря на увеличивающиеся напряжения, материал останется в своей первоначальной форме (некоторые считают это жесткостью материала). Подшипниковая бронза имеет сравнимый, но все же более низкий модуль упругости, чем другие бронзы, что делает ее более податливой, чем другие медные сплавы. В некоторых случаях это может быть преимуществом, как мы увидим при обсуждении превосходной обрабатываемости подшипниковой бронзы.
Подшипниковая бронза отлично реагирует на циклические нагрузки, то есть может сохранять свою прочность перед лицом многих повторяющихся одинаковых сил. Материалы иногда могут быть ослаблены ниже их предела текучести, поскольку повторяющаяся нагрузка вызывает микро- (и, в конечном итоге, макро) трещины в металле, снижая его общую прочность. Способность противостоять этим силам описывается усталостной прочностью и часто намного ниже предела текучести; это не относится к подшипниковой бронзе. Хотя его предел текучести низок, его усталостная прочность сравнима с другими бронзами, а это означает, что, хотя он и не особенно прочен, он постоянен. Это делает подшипниковые бронзы подходящими для деталей, которые должны служить долго и сохранять свои рабочие характеристики.
Подшипниковая бронза имеет твердость ниже, чем у меди, что означает, что она «более мягкая» и легче царапается, чем медь (для справки, твердость чистой меди по Бринеллю составляет около 89). Число, указанное в Таблице 1, определяется на основе того, как металл ведет себя в стандартной инденторной машине (в данном случае в тесте индентора Бринелля) по сравнению с другими испытанными металлами. Если материал ниже по шкале, чем другой, то это предполагает, что один материал сможет поцарапать более мягкий материал. Это означает, что подшипниковые бронзы подвержены легкой деформации поверхности, но это можно компенсировать хорошими самосмазывающимися свойствами, которые смягчают эту слабость.
Основным преимуществом подшипниковой бронзы является простота механической обработки. Некоторым материалам трудно справляться с механическими нагрузками, такими как фрезерование, токарная обработка и сверление, поскольку материал либо слишком твердый, либо слишком хрупкий для обработки. Рейтинг обрабатываемости металла дается в процентах и относится к стандартному обрабатываемому материалу (для бронзы этот материал представляет собой латунь для свободной резки UNS C36000 и получает оценку 100% обрабатываемости). Любой процент, близкий к 100%, предполагает, что металл сравним с этим легко обрабатываемым стандартом, и так обстоит дело с подшипниковой бронзой. Они не изнашивают инструменты быстро и упрощают работу вашего слесаря благодаря добавленному свинцу и низкому пределу текучести. Если обрабатываемость имеет первостепенное значение для вашего применения, настоятельно рекомендуется использовать бронзу для подшипников.
Применение подшипниковой бронзы
Несмотря на то, что подшипниковая бронза не является выдающейся ни в одной категории, это один из самых популярных медных сплавов на рынке. Он находит множество применений и все еще разрабатывается, чтобы соответствовать большему количеству. Ниже приведен список лишь нескольких его приложений, но знайте, что их намного больше:
.
Некоторые распространенные приложения включают:
- подшипники и втулки
- рабочие колеса
- плиты
- шайбы
- подшипники для станков
и многие другие приложения общего назначения.
Резюме
В этой статье представлен краткий обзор свойств, прочности и областей применения подшипниковой бронзы. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.
Источники:
- https://www.dura-barms.com/bronze/leaded-tin-bronze/c93200.cfm
- http://www.morganbronze.com
- http://www.matweb.com/search/datasheet. aspx?matguid=b673f55f412f40ae9ee03e9986747016
- http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=ca486cc7cefa44d98ee67d2f5eb7d21f
Другие изделия из бронзы и металлов
- Бронза и латунь — в чем разница?
- Все о фосфористой бронзе — прочность, свойства и применение
- Все о марганцевой бронзе — прочность, свойства и применение
- Все о висмутовой бронзе — прочность, свойства и применение
- Ведущие производители и поставщики вольфрама и карбида вольфрама в США
- Циркониевый закаленный оксид алюминия
- Виды бронзы
- О проволочных формах — краткое руководство
- О проволочных изделиях — краткое руководство
- О нержавеющей стали – краткое руководство
- Титан: плотность, другие характеристики и применение
- Типы алюминиевых и никелевых сплавов
- Стандартные размеры листового металла
- Ведущие поставщики металлов
Больше из Металлы и изделия из металла
Знакомство Поиск Наш Кампаник Практичность Литургический Традиционный Акустика Металлургия Дополнительные Кто мы? | как изготавливаются колокола
Бронза представляет собой сплав, состоящий в основном из меди и олова. Он может содержать Колокольная бронза представляет собой сплав примерно 80 % меди и 20 % олова Термин «бронза» изначально применялся только к сплавам меди и олова, Самые прочные бронзовые сплавы содержат олово и небольшое количество свинца. Бронза весит около 4,71 унции на кубический дюйм. Младшие классы могут содержать Свойства и использование. Как уже упоминалось, самая твердая и прочная бронза содержит много олова и Свинец добавляется в бронзу, однако, когда изготовленное изделие будет Поскольку бронза легко отливается в больших формах, ее часто используют для изготовления Большинство бронзовых сплавов устойчивы к коррозии. Статуи и колокола из бронзы Сплавы бронзы, содержащие до 10 процентов олова, широко используются Кремниевая и алюминиевая бронза Кремниевую и алюминиевую бронзу труднее отлить и изготовить. Звуковой тест Если слегка постучать по металлу карандашом или чем-то маленьким, твердым Цинк: глухой удар (Для достижения наилучших результатов коснитесь скульптуры на конце руки. |